2023年2月，习近平总书记强调：“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”中小学科学教育肩负着培养青少年科学兴趣、树立科学志向的重要使命，对创新人才培育具有根基性作用。但我国科学教育存在着政策支持不足、课程缺乏衔接、师资严重匮乏等困境^[1]。对此，本文回顾“双减”政策下科学教育加法的提出背景，剖析其内涵特征并探究发展路径，以明确科学教育加法的何为与为何。

科学教育加法提出的背景

提出背景与需求

我国科技人力资源总量持续增长，但是顶尖科技人才匮乏、高层次和高技能人才不足等问题依然突出，科技人力资源结构性短缺现象明显^[2]。近些年来，国际竞争格局发生深刻变化，全球贸易、资本、人员等流动障碍重重^[3]。因此，从源头加强我国科技创新人才培养，提升青少年的科学素养成为科学教育的重要目标。剑桥大学教育学部认为，科学教育是教育学的分支，涉及学前到高等教育阶段，包括综合科学与具体科学学科的教与学，即科学教育，以及具体学科的物理、化学和生物教育等。我们认为科学教育是以自然科学内容为主，发展个体及群体科学素养的教育教学活动。广义的科学教育涵盖校内外场域，并且兼顾数学、工程和技术等领域，狭义的科学教育同剑桥大学更为接近。尽管我国四省市中学生科学学业成绩名列前茅，但青少年的科学认识论信念、科学学习兴趣、科学自我效能感和未来愿意从事科学事业比例却表现非常薄弱^[4]。随着我国进入创新驱动发展的新阶段，国家更加重视科技人才培养与科学教育体系建设，因此“双减”政策下的科学教育加法势在必行。

现实状况与问题

首先，从美国科学教育发展概况看，1个多世纪以来经历了4个典型阶段——对学习者的认识、科学教学、科学教师教育和技术发展，对科学教育的影响始终是关注的焦点，美国的科学教育政策调整与实践改进体系较为完备，从国家立法、标准制定、课程实施、教学材料、教学模式到评估采取系统化联动网络，有效推进了历次科学课程改革。

其次，从我国科学课程与教学现状看，根据PISA 2015数据，中国四省市15岁学生课外学习时间在所有参与方中仅次于阿联酋位居第2，OECD（经济合作与发展组织）学生平均每周用于课外学习时间为17.1小时，中国四省市则为33.1小时^[5]。如何有效教学才能提高学习效率，培育高阶思维与问题解决能力成为减少课外重复、低效和解题训练占据大部分学习时间的关键。

第三，从义务教育质量监测结果看，我国4年级、8年级学生科学学业成绩良好，但是随着年段升高，科学思维等高阶能力的增长幅度颇低，科学理解等基础能力提升相对较高，并且随着年级升高，学生对数学与科学学科的学习兴趣明显降低。PISA 2015的科学相关职业期望结果表明，在72个参与方中我国四省市学生排在第68位，我国中学生STEM职业期望水平极低^[6]。PISA 2018数据显示，我国四省市学生学习幸福感呈现严重的两极化分布，86.5%的学生表示在学校有时或总是感到恐惧和痛苦^[7]。此外，2021年底，13万小学科学教师调研结果显示，我国非理科背景的小学科学教师占比达到72.5%，兼职小学科学教师占比达到70.1%，且小学科学教师专业发展相对薄弱^[8]。国际对比研究亦发现，中国学生在数学计算题上的绝对优势并没有在过程开放的复杂问题解决上表现出来，虽然中国学生比美国学生多学习了近3年的极其严谨的中学科学课程，但其科学高阶思维能力并没有得到相应提高。